江西工业工程职业技术学院《非关系型数据存储技术及其应用》2023-2024学年第二学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页江西工业工程职业技术学院

《非关系型数据存储技术及其应用》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在一个跨地域的分布式数据库系统中，不同地域的数据中心之间存在较大的网络延迟和数据传输成本。为了提高查询性能，以下哪种方法是不太可取的？（）A.在每个地域的数据中心都保存完整的数据副本B.尽量减少跨地域的数据查询和传输C.对数据进行更精细的分区，使查询能够在本地完成D.采用数据压缩技术来减少数据传输量2、某分布式数据库系统采用了主从复制架构，主节点负责处理写入操作，从节点用于读取操作。当主节点突然发生故障且无法恢复时，以下哪种方法能够在最短时间内确保系统的持续运行，并最大程度地保证数据的一致性和完整性？（）A.立即从现有的从节点中选择一个升级为主节点，并进行数据同步B.暂停系统服务，等待主节点修复C.重新初始化整个数据库系统，并从备份中恢复数据D.采用随机选择的方式从从节点中确定新的主节点3、在分布式数据库中，事务管理是一个重要的问题。以下关于分布式事务的描述中，错误的是？（）A.分布式事务是指在分布式数据库系统中，涉及多个节点的事务操作B.分布式事务需要保证事务的原子性、一致性、隔离性和持久性C.分布式事务的管理比集中式事务更加复杂，需要考虑网络延迟、节点故障等因素D.分布式事务可以通过简单地将多个节点上的事务合并来实现，不需要特殊的处理4、分布式数据库中的安全性是一个重要的问题。以下关于分布式数据库安全性的描述中，错误的是？（）A.分布式数据库需要采取多种安全措施来保护数据的安全性，例如访问控制、加密、审计等B.分布式数据库中的安全管理比集中式数据库更加复杂，需要考虑多个节点之间的安全协作C.分布式数据库中的数据加密可以有效地保护数据的机密性，但是会降低查询性能D.分布式数据库中的安全问题只与数据库系统本身有关，与网络环境和应用程序无关5、分布式数据库中的性能优化是一个重要的问题。以下关于分布式数据库性能优化的描述中，错误的是？（）A.分布式数据库性能优化需要考虑数据的分布情况、网络延迟、查询负载等因素B.分布式数据库性能优化可以通过调整数据分片策略、查询优化、索引设计等方式来实现C.分布式数据库性能优化需要不断地进行监测和调整，以适应不断变化的业务需求和数据量D.分布式数据库性能优化只需要关注数据库系统本身的性能，不需要考虑应用程序的性能6、在一个跨多个数据中心的分布式数据库系统中，数据复制的延迟可能会导致数据不一致。假设一个数据中心的更新操作需要一段时间才能复制到其他数据中心，以下哪种技术可以减少这种不一致性对应用的影响？（）A.增加数据复制的频率B.使用缓存来暂存未同步的数据C.应用程序在读取数据时进行版本检查和冲突解决D.以上技术都可以减少不一致性的影响7、在分布式数据库的环境下，以下哪种索引结构更适合高并发的查询操作？（）A.B树索引B.B+树索引C.位图索引D.哈希索引8、对于处理分布式数据库中的并发控制，以下哪种方法能够有效避免死锁？（）A.两阶段锁协议B.时间戳排序协议C.乐观并发控制D.以上都是9、在一个由多个数据中心组成的分布式数据库系统中，为了保障数据的安全性和隐私性，以下哪种措施是至关重要的？（）A.实施严格的访问控制策略B.对数据进行加密存储和传输C.定期进行安全漏洞扫描和修复D.以上所有措施10、在分布式数据库中，数据备份和恢复是一个重要的问题。以下关于分布式数据库备份和恢复的描述中，错误的是？（）A.分布式数据库需要定期进行数据备份，以防止数据丢失或损坏B.分布式数据库的备份可以采用全量备份和增量备份相结合的方式，以提高备份效率C.分布式数据库的恢复需要考虑数据的分布情况和备份策略，以确保能够快速地恢复数据D.分布式数据库的备份和恢复可以完全自动化进行，不需要人工干预11、在分布式数据库系统中，数据的复制可以提高数据的可用性和容错性。假设一个分布式医疗记录系统，患者的病历数据在多个节点上进行复制。以下关于数据复制策略和管理的描述，哪一项是不准确的？（）A.同步复制能够保证数据的强一致性，但可能导致系统性能下降，尤其是在网络延迟较高的情况下B.异步复制可以提高系统的性能，但可能会出现数据短暂不一致的情况C.可以采用主从复制模式，其中主节点负责数据的写入，从节点用于数据的读取，以减轻主节点的负载D.数据复制不需要考虑节点的故障情况，因为复制机制本身能够自动处理任何故障12、假设一个分布式数据库系统需要进行数据迁移，从旧的架构迁移到新的架构。以下哪个步骤是最为关键的？（）A.数据的备份和导出B.新架构的测试和验证C.迁移过程中的数据一致性校验D.以上都是13、在分布式数据库中，数据查询是一个常见的操作。以下关于数据查询的方法中，错误的是？（）A.数据查询可以使用SQL语言或特定的分布式查询语言，根据数据的分布情况和查询需求进行选择B.数据查询可以通过将查询分解成多个子查询并在不同节点上并行执行来提高效率C.数据查询可以采用缓存和预取技术，减少数据的读取时间D.数据查询只需要考虑查询性能，不需要考虑数据的一致性和完整性14、分布式数据库中的数据分布不均可能导致性能问题。以下哪种方法可以有效地解决数据倾斜？（）A.重新分片B.增加副本C.调整存储策略D.优化查询语句15、某分布式数据库系统中的一个节点发生硬件故障，导致存储在该节点上的数据不可访问。为了恢复数据，系统采用了备份和恢复机制。以下关于备份策略的选择，哪一项是需要重点考虑的？（）A.全量备份的频率和增量备份的粒度B.备份数据的存储位置和存储介质C.备份过程对系统性能的影响D.以上三个方面都需要重点考虑，根据系统的特点和需求进行权衡二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细描述分布式数据库中的分布式查询的分布式执行计划的缓存策略，分析如何利用缓存提高查询执行效率。2、（本题5分）详细描述分布式数据库中的分布式查询的分布式执行环境的优化，分析如何提升执行环境的性能和稳定性。3、（本题5分）请说明在分布式环境下如何进行数据库的查询缓存管理，包括缓存的更新、失效和命中率优化。4、（本题5分）在分布式系统中，如何进行数据库的查询执行计划的动态调整，根据运行时的情况优化查询执行。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入探讨在分布式数据库系统中，基于数据复制的容灾备份方案设计，分析如何通过数据复制实现异地容灾，保证业务的连续性。2、（本题5分）分布式数据库系统中的故障检测和恢复机制是保障系统可靠性的关键。请详细阐述常见的故障类型，如节点故障、网络分区等，以及相应的检测和恢复技术。分析如何在故障发生时快速恢复数据一致性和系统可用性，最小化数据丢失和业务中断的风险。3、（本题5分）在分布式数据库系统的架构设计中，需要考虑诸多因素，如数据存储模型、节点间通信、负载均衡等。请综合论述不同架构模式的特点和适用场景，如主从架构、对等架构和混合架构等。分析在大规模数据处理和高并发访问情况下，如何优化架构设计以提高系统的可扩展性和性能。4、（本题5分）随着边缘计算的发展，分布式数据库在边缘端的应用面临新的挑战。请全面论述边缘环境下分布式数据库的特点和需求，分析如何解决边缘设备的资源受限、网络不稳定等问题，以及如何实现边缘数据与中心数据的协同处理。5、（本题5分）分布式数据库系统中的数据一致性检测和修复是保证数据质量的重要手段。论述数据一致性检测的方法和工具，如数据校验和、一致性检查脚本等，分析如何发现和修复数据不一致的问题，并探讨如何建立定期的数据一致性检测机制。四、综合应用题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）某在线游戏公司的游戏服务器产生了大量的玩家游戏数据，包括角色信息、游戏记录和排行榜数据等。为了提供更好的游戏体验和数据分析能力，计划将这些数据迁移到分布式数据库中。请设计分布式数据库的架构，考虑数据的分布和存储、游戏数据的实时更新策略、排行榜计算的优化方法，以及如何处理游戏中的突发流量和故障恢复。2、（本题10分）某智慧城市项目计划建立智能水务系统，需要整合水资源监测、供水和排水数据，实现水资源的优化管理。请设计分布式数据库来支持智能水务，包括数据的采集和传输、水务数据的存储和分析、水资源调度算法的实现，以及如何保障水务数据的准确性和实时性。3、（本题10分）一家大型制造企业拥有多个生产基地和供应链